5000t／d水泥厂煤粉制备车间的工艺设计

5000t／d水泥厂煤粉制备车间的工艺设计作者：蒋青言孙仁广王镖成都建筑材料工业设计研究院有限公司我国水泥工业的燃料以燃煤为主。采用新型干法生产1t水泥熟料，因原材料生料成分及工艺设备的不同，消耗标准煤的量也不同，一般在100～130kg之间，燃料费用约占水泥生产成本的15％。随着煤炭供应紧张，煤炭价格越来越高，其所占生产成本的比例也有所增加。煅烧高质量的熟料需要性能稳定的煤粉供应，煤粉制备系统是水泥生产的重要环节。在煤粉制备、储存、输送和使用过程中，如处理不当，容易污染环境，甚至发生安全事故，造成人员伤亡和设备损坏。如何根据原煤的品质，选择合适的粉磨工艺并进行合理的设计，做到既满足烧成系统煅烧要求，又满足可靠性、经济性、安全性、保护环境以及自动化方面的要求，是煤粉带制备系统设计的主要任务。方案的选择应结合工程的生产规模、场地、原煤性质、操作条件及经济性等多方面综合考虑。5000t/d熟料水泥厂是国家推荐的成熟和经济合理的生产规模，目前新建项目大多为5000t／d。本文以5000t/d熟料水泥厂配套的煤粉制备系统为对象，对其工艺设计进行探讨。1粉磨设备的选择1．1粉磨设备简介用于粉磨原煤的设备可选择风扫式钢球磨和立式辊磨(简称立磨)两种。1．1．1钢球磨传统的煤粉制备一直使用钢球磨机，由于进厂原煤水分一般为4％～15％，新型干法工艺燃烧用煤粉一般要求O．5％～1．5％，因而原煤在粉磨过程中需要进行烘干。煤磨一般为风扫磨，为增强烘干能力，大型磨机都带有烘干仓。原煤由进料口喂入后，先在烘干仓内进行烘干，烘干后的原煤进入粉磨仓粉磨和继续烘干，粉磨后的煤粉由热风带出磨机。风扫式钢球磨具有耐用、可靠、对煤质的适应性强、操作维护简便、投资费用低等优点，同时对煤粉细度容易控制；与立磨相比电耗较高，噪音大。1．1．2立磨立磨广泛用于煤粉制备。其工作方式为：物料从磨机上方中心喂人磨盘，通过磨盘转动带动磨辊运行并将磨盘上的物料碾压粉碎后，细料由至下而上的高速热风带走，粗料在磨内继续粉磨，由热风带走的细料由设在磨机顶部的选粉机分选，细度合格的煤粉随气体排出磨外，不合格则返回磨内继续粉磨。立磨具有系统操作简单、粉磨效率高、、噪音小、工艺流程简单、占地面积较小、土建费用低、电耗低(与球磨机相比可节能1O％～15％)、烘干能力强等优点。1．2粉磨设备的选择磨机的选择要结合生产规模、原煤性质、操作条件及经济性等多方面进行考虑。一般隋况下，对于水分大且磨蚀性较小的原煤如烟煤应优先选用立磨系统；对于易磨性较差或磨蚀性较大的原煤，如无烟煤，就应优先选用钢球磨。立磨的人磨粒径可达50mm，可烘干含1O％～15％水分的原煤，有较强的烘干能力，一般隋况下应优先选用节能且烘干能力较强的立磨系统。表1是5000t／d水泥厂采用立磨和风扫式钢球磨的方案比较。表1立磨和风扫式钢球磨的比较2工艺方案现就两个工程不同形式的煤粉制备车间进行介绍。2．1风扫式钢球磨2．1．1设计条件燃料采用当地无烟煤，煤磨布置在窑头附近，利用篦冷机废气作为烘干热源，并设有固定炉篦式人工加煤热风炉。煤粉制备采用一台风扫式钢球磨，当原煤粒度≤25iIlln，原煤水分≤8％，煤粉细度为80um筛筛余5％～6％，出磨水分≤1．O％时，磨机产量为38t/h.2．1．2工艺流程原煤由原煤仓下的定量给料机喂入φ3．8m×7m+2．5m风扫式钢球磨内进行烘干与粉磨，粉磨后的物料由热风带出磨机，进入动态选粉机分选。经动态选粉机分离后的粗粉返回磨内继续粉磨，成品煤粉随气流出选粉机后，进入高浓度防爆型煤粉专用袋收尘器收集处理，收下的煤粉经螺旋输送机分别送入窑和分解炉用煤的煤粉仓中。废气由风机排人大气。每套煤粉制备系统设两个煤粉仓，两个煤粉仓下分别设有一套PFISTER公司的煤粉计量输送装置，计量后的煤粉由罗茨风机分别送人窑头和窑尾燃烧器中燃烧。工艺流程见图1，主机设备见表2。图1球磨机工艺流程图2．2互磨2．2．1设计条件煤磨布置在窑尾附近，利用窑尾废气作为烘干热源，并设有备用热风炉。煤粉制备采用一台辊式磨。当原煤粒度≤50inlil，原煤水分≤10％，煤粉细度为80um筛筛余1O％～15％，出磨水分≤O．8％时，磨机产量为40t/h.2．2．2工艺流程原煤仓中的原煤由定量给料机、三道锁风阀喂人立式磨煤机，通过定量给料机可以定量地控制人磨煤量。粉磨后的煤粉随气流带入选粉机，分选后，粗粉落回磨盘重新进行粉磨，合格的煤粉随气流一起进入防爆型高浓度气箱脉冲袋式收尘器，被收集下来的煤粉由螺旋输送机分别送入窑和分解炉用煤的煤粉仓中。废气由风机排人大气。两个煤粉仓下分别设有一套PFISTER公司的煤粉计量输送装置，计量后的煤粉由罗茨风机分别送人窑头和窑尾燃烧器中燃烧。表2风扫式钢球磨煤粉制备系统主机设备表3注意事项(1)设备的选型和技术方案在遵循成熟可靠原则的同时，还要贯彻“最简单的流程就是最好的”设计思想。(2)煤粉制备系统的选粉机、除尘器及全部风管均应保温。所有风管应减少拐弯，必须拐弯时，应避免形成死角，防止煤粉堆积。(3)当采用立磨时，为避免因铁件进入磨内，损坏设备，原煤人磨前应设有除铁器及金属探测仪。(4)设在磨头的原煤仓，其容量须满足煤磨生产2～3h的需要量。仓底部锥体斜度应不小于60。。为防止煤粉堆积而产生自燃，煤粉仓锥体角度应大于70。；为确保原煤及煤粉卸料顺畅，仓锥斗部分采用钢结构，内贴高分子聚乙烯板。(5)在高浓度防爆型气箱脉冲袋收尘器进口设有快速截断阀，防止发生意外时用于切断火源。(6)煤粉计量秤是本车间的关键设备，设计时可考虑在罗茨风机出口设一旁路风管，将部分风量直接送进煤粉输送管。为避免增加煤粉输送管道的阻力，旁路风管与煤粉输送管道的夹角应小于15。。在旁路风管上设计阀门和压力表，以便管理。(7)煤粉制备系统设置有严格的安全防爆设备。在煤磨进、出口管道上均设有防爆阀，防爆阀的截面积不小于管道截面积的70％；煤粉仓上也没有防爆阀，防爆阀截面积应相当于每立方米煤粉仓容积0．01m，但不宜大于0．5m。防爆阀的个数和截面积应按照《水泥工业劳动安全卫生设计规定》的要求确定。(8)在煤磨进出口，煤粉仓、高浓度防爆型气箱脉冲袋收尘器上必须设温度监测及报警装置。(9)高浓度防爆型气箱脉冲袋收尘器出口及煤粉仓设CO监测及报警装置。(10)利用烧成系统余热作为烘干热源时，宜在热风入煤磨前设置旋风除尘器。(11)煤粉制备系统是消防设计的重点车间，为保证整个煤粉制备系统安全、可靠生产，应在车间设置C02灭火系统或N2灭火系统，确保收尘器、煤粉仓、磨机等设备的消防安全。来源：新世纪水泥导报2007.4